BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE

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1 BACCALAUREAT TECHNOLOGIQUE ANNALE ZERO Epreuve : CHIMIE, BIOCHIMIE, SCIENCES DU VIVANT ET ENSEIGNEMENT SPECIFIQUE A LA SPECIALITE Série SCIENCES ET TECHNOLOGIES DE LABORATOIRE Sous-épreuve de Chimie, Biochimie, Sciences du Vivant Durée de la sous-épreuve : heures Coefficient : L'usage de la calculatrice n est pas autorisé. Le sujet comporte pages. La sous-épreuve est constituée de deux parties distinctes. Première partie : pages à Deuxième partie : pages à

2 PARTIE - un nouvel édulcorant : le stévioside ( points) En France, l'arrêté interministériel publié le vendredi janvier au Journal officiel, autorise le stevioside (substance extraite de la plante Stevia rebaudiana ) comme édulcorant de table et permet notamment son incorporation dans les produits minceurs (de type substituts de repas) et dans les préparations alimentaires de régime destinées à l'hôpital. Cependant, bien qu aucun cas n ait été signalé à ce jour, le stevioside pourrait provoquer des allergies chez les personnes allergiques aux plantes de la famille des astéracées (marguerite, pissenlit, chrysanthème, etc.). En, les scientifiques français M. Bridel et R. Lavieille ont été les premiers à présenter leur découverte de la structure du stévioside à l Académie des Sciences. Au laboratoire, ils ont réalisé une hydrolyse du stévioside en présence d'acide sulfurique (à % massique) en portant le mélange réactionnel à ébullition pendant heures dans un montage à reflux. Après refroidissement du mélange, ils ont obtenu un produit sous forme cristallisée appelé «stéviol» et une solution contenant du glucose. Dans l organisme humain, l hydrolyse du stévioside en stéviol et glucose s effectue dans le tube digestif grâce au genre Bacteroides de la flore commensale intestinale.

3 Document : digestion et produits d hydrolyse du stévioside a- Appareil digestif de l homme Formules chimiques de quelques molécules Les molécules représentées dans les documents c et d sont issues directement de l hydrolyse du stévioside d. Glucose sous sa c. Stéviol b. stévioside forme cyclisée : le D- glucopyranose Formule brute du stévioside C H O Formule brute du stéviol C H O

4 Hydrolyse du stévioside. Après avoir indiqué les légendes du schéma du document (reporter sur la copie les numéros des légendes et compléter), rappeler ce qu est la digestion et préciser le nom de l organe siège de l absorption des oses.. Lors de la digestion des réactions d hydrolyse ont lieu. Rappeler ce qu est une hydrolyse et l illustrer par un exemple de votre choix.. Repérer et encadrer, sur la formule de la molécule de stévioside, les motifs qui permettent de justifier que l'hydrolyse d'une molécule de stévioside libère du glucose.. A partir des formules brutes, écrire et ajuster l équation de la réaction d hydrolyse du stévioside.. Justifier les conditions opératoires mises en œuvre au laboratoire pour réaliser la réaction d hydrolyse du stévioside.. Comment expliquer que dans l organisme humain les bactéries du genre Bacteroides permettent l hydrolyser rapide du stévioside à C et à un ph proche de la neutralité? Le risque allergique du stévioside extrait de la Stevia Le produit d extraction et de purification du stévioside est considéré comme potentiellement allergène car il est susceptible de provoquer une réaction allergique chez une personne après contact ou ingestion. Un allergène est un antigène qui provoque des réactions anormales et exagérées du système immunitaire.. Indiquer pourquoi le produit d extraction du stévioside est considéré comme un antigène.. On observe en cas d allergie une forte réaction inflammatoire caractérisée par certains signes cliniques. Relier chacun de ces signes au mécanisme physiologique associé. Signes cliniques Rougeur, chaleur Douleur Œdème Mécanismes physiologiques Exsudation de plasma Stimulation des fibres nerveuses Dilatation des vaisseaux sanguins Dans le cas d une réponse immunitaire allergique les plasmocytes, issus de la différenciation des lymphocytes B, produisent massivement des anticorps dirigés contre l allergène. Le document ci-dessous présente l organisation d un lymphocyte B et d un plasmocyte : Lymphocyte B Plasmocyte. Mettre en relation les modifications structurales observées lors de la différenciation du lymphocyte B en plasmocyte, avec la fonction du plasmocyte.

5 Partie : Les édulcorants ( points) Problématique : Peut-on remplacer le sucre par des édulcorants? M. X consulte son médecin pour divers troubles de santé. A l aide des informations fournies par M. X sur son poids ( kg) et sa taille (,m), le médecin consulte le tableau des indices de masse corporelle (IMC) et lui indique qu il a un problème d obésité. Il lui prodigue un premier conseil : un changement de régime alimentaire s impose, avec notamment une réduction très nette de la consommation des sucres rapides (saccharose par exemple). Le médecin précise toutefois à M. X qu il ne s agit pas de supprimer totalement la consommation de sucres rapides (saccharose par exemple). Document Tableau des IMC (Indice de Masse Corporelle) poids (kg) Taille (cm),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, Classification de la corpulence en fonction de l IMC : maigreur normal surpoids obésité

6 Document Métabolisme cellulaire du glucose.a. Quelques voies du métabolisme cellulaire du glucose (le chemin sous forme de tirets est mis en jeu lors d une consommation excessive de saccharose) Remarque : les coefficients stœchiométriques ne sont pas représentés.b. Bilans énergétiques du catabolisme du glucose dans les cellules (données quantitatives) Synthèse directe d ATP lors du catabolisme du glucose QUANTITE D ATP FORMEES (EXPRIMEE EN NOMBRE DE MOLES PAR MOLE DE GLUCOSE CATABOLISE) Glycolyse Cycle de Krebs Synthèse d ATP obtenue par réoxydation des cofacteurs réduits au niveau de la chaine respiratoire Cofacteurs réduits Quantité de cofacteur réduit formé (exprimée en nombre de moles par mole de glucose catabolisée) Quantité d ATP formées (exprimée en nombre de moles par mole de cofacteur réoxydé) NADH,H+ FADH Document : colonisation microbienne du tractus gastro intestinal humain d après Holzapfel and al. ()

7 Les récepteurs du goût sucré se trouvent dans la bouche, au niveau de la langue. L absorption des oses se fait au niveau du duodénum. Edulcorant (molécule au pouvoir sucrant) Document Caractéristiques de quelques édulcorants SACCHAROSE STEVIA (STEVIOSIDE) ASPARTAME SUCRALOSE Origine naturelle naturelle synthétique synthétique Pouvoir sucrant à Apport énergétique/g kcal ou, kj cal J cal J cal J Nombre de moles d ATP formées/mole ingérée Contre indications Prise de poids, caries Suspicion d un risque allergique. Etudes incomplètes Suspicions d effet cancérogène et de naissances prématurées. Etudes incomplètes Suspicion d un risque allergique. Etudes incomplètes

8 . Présenter la démarche suivie par le médecin pour déterminer la corpulence de M. X.. En exploitant le document, préciser les voies métaboliques à l origine de l ATP produit dans la cellule et déterminer la quantité d ATP formée pour une mole de glucose.. Expliquer, en exploitant le document, la relation de cause à effet qu il peut y avoir entre une consommation excessive de sucre (saccharose) et l obésité.. L hydrolyse du stévioside par les bactéries du genre Bacteroides conduit à la production de glucose. Pourtant, l ingestion de stevioside comme édulcorant n entraîne pas l absorption de glucose. Expliquer cette contradiction apparente en utilisant le document.. M. X apprécie beaucoup le goût sucré et peine à s en passer. Il envisage donc d essayer des édulcorants de substitution au saccharose. Plusieurs molécules existent sur le marché : Stevia, aspartame, sucralose, M. X découvre les données du document dans une brochure et décide d utiliser un de ces édulcorants de substitution. A partir des informations apportées par ce document, expliquer pourquoi M. X a fait ce choix, et pourquoi il décide cependant d en modérer son utilisation. Des données chiffrées sont attendues.